Исследователи использовали лазеры, чтобы создать место для файлов на атомном уровне.
Алмазы - не просто предмет роскоши: один из самых твердых материалов природного происхождения, они являются жизненно важными компонентами многих промышленных сверл, медицинских приборов и даже материалов космического класса. Но последние научные достижения показывают, что впечатляет не только их прочность, но и возможности хранения данных. Согласно исследованию, опубликованному 27 ноября в журнале Nature Photonics, ученые из Китайского университета науки и технологии в Хэфэе достигли рекордной плотности хранения данных в алмазах - 1, 85 терабайта на кубический сантиметр.
«Хотя современные методы хранения данных... удовлетворяют текущую потребность в терабайтной емкости, эти решения несут риски безопасности, такие как подверженность размагничиванию, утечка электричества и взлом, что приведет к огромным затратам на долгосрочное обслуживание», - пишут авторы исследования.
Команда добавила, что еще одной особенно сложной проблемой является стремление технологической индустрии к экспоненциально растущему количеству энергии, и эта проблема «создает огромный барьер для устойчивости больших данных». Эксперты, такие как соавтор исследования Я Ванг, все чаще обращаются к алмазам как к потенциальному решению растущей проблемы.
«Как только внутренние структуры хранения данных стабилизируются с помощью нашей технологии, алмаз может достичь необычайной долговечности - данные будут храниться миллионы лет при комнатной температуре, не требуя никакого обслуживания», - объяснил Ванг изданию New Scientist.
Ванг и его команда использовала алмазные осколки
Для создания рекордного устройства хранения данных Ванг и его команда использовали алмазные осколки шириной всего несколько миллиметров. Исследователи поместили эти осколки перед лазером, который обстреливал алмазы сверхбыстрыми импульсами света, в результате чего некоторые атомы углерода в минерале смещались. Затем эти полые пространства размером с атом можно было расположить в точных конфигурациях, основанных на общей плотности, чтобы повлиять на общую яркость микроскопической области.
Сохранение текстовых изображений
Затем Ванг и его коллеги сохранили тестовые изображения, в том числе картину Анри Маттиса «Кот с красной рыбой», а также историческую фотопоследовательность Эдварда Майбриджа, на которой изображен человек верхом на лошади. Для этого они сопоставили каждый пиксель изображения по яркости с соответствующими яркими участками на алмазе. Последующие испытания показали, что новый метод почти идеально сохраняет данные в алмазе.
«Благодаря отличной технологичности алмазного носителя мы смогли достичь плотности хранения пространственных 3D-данных, близкой к оптическому дифракционному пределу», - пояснили авторы исследования, добавив: „... Здесь мы храним 55 596 бит данных в алмазном носителе, достигая общей достоверности (хранение и считывание) 99, 48 процента“.
Хотя новая система все еще сравнительно дорога и требует сложных лазеров, камер изображения и другого оборудования, команда считает, что будущие достижения и технологии миниатюризации позволят поместить всю алмазную систему записи данных в устройство размером с микроволновую печь. Хотя этот метод не подходит для повседневных потребителей, большой объем данных и многомиллионный срок хранения могут быть особенно полезны для правительств, исследовательских центров и крупных библиотек.